造影劑觸發(fā)技術(shù)在320排CT冠狀動(dòng)脈成像中的應(yīng)用

祝紅線 李相生 于梅艷 方 紅 王 萍 樊紅霞

田 雨① 梁 鵬① 侯中會(huì)① 許英浩②

隨著多層螺旋CT(multislice spiral CT, MSCT)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)創(chuàng)冠狀動(dòng)脈CT血管造影(CT angiography，CTA)成為臨床篩查及評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈病變的重要手段[1]。320排CT以其擁有16 cm的寬探測(cè)器、容積掃描(volume scan mode，VSM),掃描速度快、高分辨而問(wèn)世。機(jī)器只需旋轉(zhuǎn)一圈既可獲取全心臟范圍掃描數(shù)據(jù)，同時(shí)可以獲得血液循環(huán)均勻一致的圖像。影響冠狀動(dòng)脈CTA圖像質(zhì)量的因素很多，其中對(duì)啟動(dòng)掃描時(shí)間的把握是影響冠狀動(dòng)脈CTA圖像質(zhì)量的重要因素。本研究評(píng)價(jià)自動(dòng)跟蹤智能觸發(fā)技術(shù)與手動(dòng)觸發(fā)技術(shù)2種啟動(dòng)方式在冠狀動(dòng)脈CTA中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與設(shè)備

1.1 一般資料

2010年5月至2012年3月間臨床擬診為冠心病的240例患者行320排CT冠狀動(dòng)脈成像。其中男性142例，女性98例；年齡31～82歲，身高148～180 cm，心率50～95次/min?；颊叻譃?組：其中自動(dòng)跟蹤智能觸發(fā)組78例，手動(dòng)觸發(fā)組162例。2組男女比例、年齡、身高及體重分布一致。對(duì)于心率較快者，在沒(méi)有服用降心率藥物禁忌癥的前提下于掃描前20～40 min給予25～50 mg倍他樂(lè)克舌下含服，控制心率≤75次/分。身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)為20～31，平均為24.81；掃描時(shí)心率51～82次/min，平均心率67.8次/min。所有患者均無(wú)嚴(yán)重心律不齊、碘過(guò)敏史、嚴(yán)重心臟、肝臟及腎功能不全。

1.2 掃描設(shè)備

(1)東芝320排動(dòng)態(tài)容積CT(Aquilion One CT)機(jī)(日本)。

(2)采用E-Z-EM公司的雙筒高壓注射器(美國(guó))。

2 方法

2.1 掃描技術(shù)參數(shù)

采用回顧性心電門控，掃描參數(shù):管電壓為100～120 kV，管電流為300～550 mA，容積數(shù)據(jù)采集范圍200～280×0.5 mm，機(jī)架轉(zhuǎn)速350 ms/周，掃描時(shí)間0.35～2.476 s。掃描前2～4 min給予患者舌下含服硝酸甘油0.5 mg以擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈。經(jīng)右肘靜脈以5.0～6.0ml/s速率注入55～65 ml非離子造影劑碘普胺(優(yōu)維顯，UItravist 370 mgl/ml)和后續(xù)的以相同速率注射生理鹽水30～40 ml。根據(jù)BMI指數(shù)調(diào)節(jié)管電壓、管電流以及造影劑的流量與流率。

2.2 掃描方法

在胸部屏氣定位像上，先平掃行冠狀動(dòng)脈鈣化積分掃描。掃描范圍從氣管隆突至心臟隔面，掃描覆蓋寬度根據(jù)心臟大小設(shè)定，以定位像結(jié)合平掃軸位像確定增強(qiáng)掃描的位置和范圍。觸發(fā)層面為掃描野中央層面胸主動(dòng)脈(四腔心切面)，自動(dòng)跟蹤智能觸發(fā)組閾值設(shè)為320 HU，觸發(fā)點(diǎn)定于掃描野中央層面胸主動(dòng)脈，達(dá)閾值后自動(dòng)啟動(dòng)掃描程序；手動(dòng)觸發(fā)組根據(jù)患者心率情況，觀察監(jiān)控層面的感興趣區(qū)域密度變化進(jìn)行個(gè)性化手動(dòng)觸發(fā)。

2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

圖像測(cè)量數(shù)據(jù)采用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件，計(jì)數(shù)資料使用非配對(duì)資料的x2檢驗(yàn)，計(jì)量資料使用非配對(duì)資料的t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 圖像及數(shù)據(jù)分析

3.1 掃描后處理

選擇心動(dòng)周期75%時(shí)相或心臟容積中央層面3支冠脈顯示最清晰的時(shí)相完整重建容積數(shù)據(jù)，并重組出冠狀動(dòng)脈圖像，層厚0.5 mm，間距0.25 mm，采用VitreaFX工作站處理重組圖像，行多平面重建(multiplannar reconstruction, MPR)，容積再現(xiàn)(volume reconstruction, VR)、最大密度投影(maximum intensit projection, MIP)及曲面重建(cured planar reformation, CPR)，對(duì)兩組圖像質(zhì)量細(xì)節(jié)評(píng)估。

3.2 圖像評(píng)價(jià)方法

將冠狀動(dòng)脈CTA圖像質(zhì)量分為3級(jí)：1級(jí)為血管顯示良好，邊界清晰，無(wú)階梯偽影或血管斷層，可明確診斷；2級(jí)為血管邊緣模糊，對(duì)比劑欠佳或有輕度階梯偽影，但可以診斷；3級(jí)為血管模糊，不連續(xù)，對(duì)比劑充盈不良，影響診斷。全部冠狀動(dòng)脈圖像2位主治以上的影像診斷醫(yī)師以雙盲法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4 結(jié)果

2組病例在性別、年齡、身高、體重和心率方面的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，(見(jiàn)表1)。

表1 手動(dòng)觸發(fā)組與智能觸發(fā)組臨床資料比較

2組圖像質(zhì)量進(jìn)行比較，手動(dòng)觸發(fā)組圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于智能觸發(fā)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(x2=3.21，P＜0.05)，(見(jiàn)表2)。

表2 不同觸發(fā)方式與圖像質(zhì)量的關(guān)系

5 討論

5.1 320排CT冠狀動(dòng)脈CTA的臨床應(yīng)用價(jià)值

由于無(wú)創(chuàng)MSCT冠狀動(dòng)脈能夠清晰顯示冠脈主干及其分支狹窄、鈣化、開(kāi)口起源異常及橋血管病變，其診斷冠脈病變具有較高的特異性和敏感性[2]，這項(xiàng)技術(shù)在冠心病診斷中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，尤其320排CT其擁有16 cm的寬探測(cè)器，VSM具有較高的器官時(shí)間分辨力，完成心臟檢查時(shí)間大為縮短，可以獲得在血液循環(huán)上均勻一致的圖像(同期相成像)[3]。

5.2 心臟CTA的影響因素

CT冠狀動(dòng)脈成像受多種因素的影響，如患者的心率、心律、造影劑的濃度水平和流率、掃描方法及掃描延遲時(shí)間等[4-6]。其中，造影劑持續(xù)注射時(shí)間與掃描延遲時(shí)間相匹配對(duì)冠狀動(dòng)脈CTA的圖像質(zhì)量起重要作用。本組240例患者接受CTA檢查時(shí)造影劑的注射時(shí)間，根據(jù)5.0～6.0 ml/s的注射速率相對(duì)應(yīng)的55～65 ml的造影劑注射時(shí)間應(yīng)為11 s左右，后續(xù)的以相同流率生理鹽水30～40 ml注射維持在6～7 s左右。造影劑和生理鹽水注射時(shí)間共為17～19 s。注藥、掃描同時(shí)啟動(dòng)，掃描以間隔1.0 s的連續(xù)曝光做實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并在熒屏上實(shí)時(shí)標(biāo)注出時(shí)間-密度動(dòng)態(tài)曲線，延遲14 s后緊接著有4 s吸氣-屏氣時(shí)間，此刻時(shí)相的把握往往在觸發(fā)時(shí)造影劑經(jīng)過(guò)肺循環(huán)，流經(jīng)左心腔到動(dòng)脈，而后續(xù)生理鹽水的大量注入真正起到排空作用，使上腔靜脈、右心腔內(nèi)均未形成高密度偽影，此時(shí)靶血管達(dá)到峰值后處于平臺(tái)期，足以完成320排CT(Volume)數(shù)據(jù)采集。

5.3 觸發(fā)技術(shù)的應(yīng)用

(1)自動(dòng)觸發(fā)技術(shù)采用Sure start軟件智能觸發(fā)掃描，觸發(fā)點(diǎn)定于掃描野中央層面胸主動(dòng)脈，觸發(fā)閾值設(shè)為320 HU，即當(dāng)胸主動(dòng)脈達(dá)閾值后自動(dòng)啟動(dòng)掃描程序。此技術(shù)適用于初學(xué)者。自動(dòng)觸發(fā)技術(shù)客觀因素較強(qiáng)，在個(gè)別循環(huán)較慢的患者中達(dá)到閾值后自動(dòng)啟動(dòng)掃描程序。重建后圖像顯示：血管模糊、對(duì)比劑充盈不良，圖像質(zhì)量不佳(如圖1所示)。

圖1 血管模糊，不連續(xù)，對(duì)比劑充盈不良。前降支血管顯示不良，可見(jiàn)多發(fā)鈣化斑塊，但對(duì)軟斑塊評(píng)價(jià)不足，管腔狹窄程度無(wú)法評(píng)價(jià)。

(2)手動(dòng)觸發(fā)技術(shù)采用設(shè)定掃描常規(guī)參數(shù)的方法，制定好掃描方案(選擇掃描范圍、掃描條件)，設(shè)置監(jiān)控層面為四心腔切面。該切面通過(guò)心尖到心底作平行于心臟膈面的切面，為標(biāo)準(zhǔn)的左、右心室和左、右心房4個(gè)心腔的聯(lián)合切面。在掃描過(guò)程中，此技術(shù)機(jī)動(dòng)應(yīng)變，不受觸發(fā)點(diǎn)內(nèi)造影劑是否達(dá)到閾值等諸多因素的限制。主要觀察監(jiān)控層面的感興趣區(qū)域密度變化進(jìn)行個(gè)性化手動(dòng)觸發(fā)。重建后圖像質(zhì)量評(píng)分為1級(jí)(如圖2所示)。手動(dòng)觸發(fā)組162例無(wú)一例失敗。此技術(shù)要求操作者掃描過(guò)程注意力高度集中，觸發(fā)應(yīng)對(duì)及時(shí)，熟練掌握此技能方法。

圖2 血管輪廓清晰、連續(xù)，對(duì)角支起始部可見(jiàn)鈣化斑塊形成，管腔未見(jiàn)明顯狹窄。

5.4 手動(dòng)觸發(fā)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

手動(dòng)觸發(fā)技術(shù)不但對(duì)多數(shù)循環(huán)正常者效果很好，而且在少數(shù)循環(huán)過(guò)快和循環(huán)較慢者中的應(yīng)用靈活，取得滿意效果。部分循環(huán)較快者的時(shí)相把握往往在手動(dòng)觸發(fā)時(shí)大部分造影劑已經(jīng)流過(guò)右心腔，正好流經(jīng)肺循環(huán)，上腔靜脈、右心腔內(nèi)因鹽水的注入均不形成高密度偽影，靶血管造影劑質(zhì)量濃度達(dá)到峰值。少數(shù)循環(huán)較慢者時(shí)相的把握在手動(dòng)觸發(fā)時(shí)右心腔內(nèi)造影劑已完全流出,并經(jīng)肺循環(huán)流經(jīng)左心腔到動(dòng)脈，靶血管造影劑質(zhì)量濃度達(dá)到峰值后處于平臺(tái)期，足以完成320排CT(Volume)數(shù)據(jù)采集。當(dāng)心率＜65次/min時(shí)，觀察監(jiān)控層面右心腔造影劑已完全流出進(jìn)行肺循環(huán)(如圖3a所示)；65次/min＜心率＜79次/min時(shí)，觀察監(jiān)控層面右心腔造影劑還尚存，沒(méi)有完全流出(如圖3b所示)；心率＞80次/min時(shí),觀察監(jiān)控層面右心腔有少許造影劑(如圖3c所示)。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)的左、右心室和左、右心房4個(gè)心腔的聯(lián)合切面。該切面通過(guò)心尖到心底作平行于心臟膈面的切面，此切面顯示出左、右心房和左、右心室4個(gè)腔室，在超聲心動(dòng)圖中稱為“四腔心”。切面上右心房位于右上方，右心室位于右下方，左心房位于左上方，左心室位于左下方，房間隔與室間隔分別位于左、右心房與左、右心室之間。

5.5 觸發(fā)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的注意事項(xiàng)

(1)掃描前患者呼吸的準(zhǔn)備。掃描前訓(xùn)練患者呼吸，做好呼吸配合，叮囑患者每次呼吸幅度要保持一致。

(2)掃描前對(duì)患者心率的控制。對(duì)多排螺旋CT而言，低心率仍然是減少運(yùn)動(dòng)偽影和獲得高質(zhì)量冠狀動(dòng)脈圖像的關(guān)鍵因素，冠脈成像質(zhì)量與心率成負(fù)相關(guān)[7-8]。而320排CT由于采用斷面容積掃描方式，每次掃描可獲得完整的容積數(shù)據(jù)，多扇區(qū)重建不需要連續(xù)數(shù)據(jù)，只需相似采集數(shù)據(jù)即可融合重組出滿意圖像。手動(dòng)觸發(fā)與自動(dòng)觸發(fā)2組共100例，經(jīng)最佳時(shí)相重建后，無(wú)一例為1級(jí)圖像，滿足成像要求。對(duì)于心率＜65次/min，320排CT可在1個(gè)心動(dòng)周期獲得重建冠脈所需數(shù)據(jù)，從而減少曝光時(shí)間，減少射線輻射劑量。文獻(xiàn)報(bào)道，當(dāng)心率＜65次/min時(shí)，95%高質(zhì)量的冠狀動(dòng)脈圖像位于72%～81%R-R間期[9-10]。但對(duì)于高心率患者，320排CT需要數(shù)個(gè)心動(dòng)周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建獲得高時(shí)間分辨率和高質(zhì)量的圖像，顯然增加了射線曝光劑量。采用對(duì)掃描前0.5 h安靜時(shí)心率＞75次/min的患者于掃描前0.5 h口服β受體阻滯劑倍他樂(lè)克25～30 mg進(jìn)行心率控制。

(3)根據(jù)BMI來(lái)制定造影劑的用量與流率，要求對(duì)造影劑量進(jìn)行量化。造影劑用量的減少可降低出現(xiàn)不良反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，對(duì)于體重較輕的患者若注射過(guò)多的造影劑可能造成掃描啟動(dòng)時(shí)上腔靜脈、右心房及右心室內(nèi)大量造影劑存留而產(chǎn)生大量硬化偽影，影響對(duì)右側(cè)冠狀動(dòng)脈的觀察。而且避免了靜脈污染，提高了冠狀動(dòng)脈的圖像質(zhì)量。

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